CN111684310B - 一种对天线阵列进行盲校准的方法和装置 - Google Patents

一种对天线阵列进行盲校准的方法和装置 Download PDF

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    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/13—Receivers
    • G01S19/23—Testing, monitoring, correcting or calibrating of receiver elements

Abstract

本发明的目的是提供一种对天线阵列进行盲校准的方法和装置；自天线阵列的多路输入通道中选择一路作为参考通道，计算该参考通道的射频响应；根据该射频响应，以及多路输入通道中除该参考通道以外的任意一路输入通道的输入信号，确定该任意一路输入通道的输入信号经由重构参考通道的仿真输出信号；再结合经由所述任意一路输入通道传输后的实际输出信号，计算对该任意一路输入通道的校准滤波器系数，并据此校准该任意一路输入通道。与现有技术相比，本发明利用参考通道的频响重构不同时刻的参考通道，并与当时的输出进行比较，从而得到补偿滤波器，实现对上下行天线阵列的校准，由于不需要参考符号，没有吞吐量的损失，并且可以和标准兼容。

Description

一种对天线阵列进行盲校准的方法和装置
技术领域
本发明涉及天线校准技术领域，尤其涉及一种用于对天线阵列进行盲校准的技术。
背景技术
现有的天线校准方法基于频域或时域的导频序列(pilot sequence)。例如，在5G项目中，频域方法消耗了一整个子帧以携带导频符号(pilot symbol)，其显然与标准不能兼容。如果是时域方法，专用参考序列(dedicated reference sequence)必须被插入到数据流中，或被嵌入至非常长的业务数据流(traffic)中。由于在5G标准中，OFDM(OrthogonalFrequency Division Multiplexing，正交频分多路复用)符号的循环前缀(cyclicprefix)非常短，其不可能在保护间隔(guard interval)中携带导频符号，因此，最好的方案就是使用业务数据本身来进行天线校准。插入的导频序列将丢失很大的吞吐量，并且其不能与官方标准兼容。如果使用伪随机序列(pseudo sequence)，如Zadoff-Chu，嵌入至低于-20dBc甚至-40dBc的业务中，其不得不采用非常长的序列来满足处理所需的SNR(SignalNoise Ratio，信噪比)，当端口数量很大时，过大的延迟使得该方法不可行。
目前，通常的盲校准方法是把阵元天线在上行链路(或下行链路)接收到(或发射)的信号的合成作为参考信号，通过校准信道解调后再与阵列上行通道解调输出(或下行要发出)信号的合成比较得出合成误差信号，并利用算法更新校准权值来跟踪和补偿误差，不需要其他附加的参考信号。然而，该种盲校准方法并不适用于5G项目。
因此，如何对天线阵列进行盲校准，以使其适用于5G项目，成为本领域技术人员亟需解决的问题之一。
发明内容
本发明的目的是提供一种对天线阵列进行盲校准的方法和装置。
根据本发明的一个方面，提供了一种对天线阵列进行盲校准的方法，其中，该方法包括：
a自所述天线阵列的多路输入通道中选择一路作为参考通道，计算所述参考通道的射频响应；
b根据所述参考通道的射频响应，以及所述多路输入通道中除所述参考通道以外的任意一路输入通道的输入信号，确定所述任意一路输入通道的输入信号经由重构参考通道的仿真输出信号；
c根据所述任意一路输入通道的仿真输出信号，以及经由所述任意一路输入通道传输后的实际输出信号，计算对所述任意一路输入通道的校准滤波器系数；
d根据所述校准滤波器系数，校准所述任意一路输入通道。
优选地，步骤d包括：
将所述校准滤波器系数复制至所述任意一路输入通道中的滤波器，以校准所述任意一路输入通道。
优选地，步骤a包括：
根据所述参考通道所对应的输入信号和实际输出信号，对所述参考通道进行信道估计，以确定所述参考通道的射频响应。
优选地，该方法还包括：
循环执行步骤b至d，直至完成对所述天线阵列的所述多路输入通道中除所述参考通道外的每一路输入通道的校准。
优选地，所述多路输入通道中各路输入通道所分别对应的输入信号可以不同。
优选地，所述多路输入通道所分别对应的输入信号包括以下任一项：
所述天线阵列在上行链路接收的信号；
所述天线阵列在下行链路发射的信号。
根据本发明的另一方面，还提供了一种对天线阵列进行盲校准的装置，其中，该装置包括：
选择装置，用于自所述天线阵列的多路输入通道中选择一路作为参考通道，计算所述参考通道的射频响应；
确定装置，用于根据所述参考通道的射频响应，以及所述多路输入通道中除所述参考通道以外的任意一路输入通道的输入信号，确定所述任意一路输入通道的输入信号经由重构参考通道的仿真输出信号；
计算装置，用于根据所述任意一路输入通道的仿真输出信号，以及经由所述任意一路输入通道传输后的实际输出信号，计算对所述任意一路输入通道的校准滤波器系数；
校准装置，用于根据所述校准滤波器系数，校准所述任意一路输入通道。
优选地，所述校准装置用于：
将所述校准滤波器系数复制至所述任意一路输入通道中的滤波器，以校准所述任意一路输入通道。
优选地，所述选择装置用于：
根据所述参考通道所对应的输入信号和实际输出信号，对所述参考通道进行信道估计，以确定所述参考通道的射频响应。
优选地，该装置还包括：
通知装置，用于通知所述确定装置、所述计算装置和所述校准装置循环执行其操作，直至完成对所述天线阵列的所述多路输入通道中除所述参考通道外的每一路输入通道的校准。
优选地，所述多路输入通道中各路输入通道所分别对应的输入信号可以不同。
优选地，所述多路输入通道所分别对应的输入信号包括以下任一项：
所述天线阵列在上行链路接收的信号；
所述天线阵列在下行链路发射的信号。
与现有技术相比，本发明利用了相对校准持续时间而言，射频响应的准平稳的特性，对参考通道的重建和时域或频域的校准，以对天线阵列进行盲校准，使得在软件中只用业务数据进行天线校准成为可能。本发明盲校准原理是利用参考通道的频响重构不同时刻的参考通道，并与当时的输出进行比较，从而得到补偿滤波器，实现对上下行天线阵列的校准。本发明在成本和系统性能(吞吐量)方面有许多优点，由于不需要参考符号，本发明没有吞吐量的损失，并且可以和标准兼容。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1示出根据本发明一个方面的对天线阵列进行盲校准的方法流程图；
图2示出了根据本发明一个优选实施例的对天线阵列的下行链路进行盲校准的示意图；
图3示出了根据本发明另一个优选实施例的对天线阵列的上行链路进行盲校准的示意图；
图4示出了在校准之前参考通道和所有其他通道之间的相位差；
图5示出了在频域校准之后参考通道和所有其他通道之间的相位差；
图6示出了在时域校准之后参考通道和所有其他通道之间的相位差；
图7示出根据本发明另一个方面的对天线阵列进行盲校准的装置示意图。
附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。
具体实施方式
这里所使用的术语“基站”可以被视为与以下各项同义并且在后文中有时可以被称作以下各项：B节点、演进型B节点、eNodeB、eNB、收发器基站(BTS)、RNC等等，并且可以描述在可以跨越多个技术世代的无线通信网络中与移动端通信并且为之提供无线资源的收发器。除了实施这里所讨论的方法的能力之外，这里所讨论的基站可以具有与传统的众所周知的基站相关联的所有功能。
后面所讨论的方法可以通过硬件、软件、固件、中间件、微代码、硬件描述语言或者其任意组合来实施。当用软件、固件、中间件或微代码来实施时，用以实施必要任务的程序代码或代码段可以被存储在机器或计算机可读介质(比如存储介质)中。(一个或多个)处理器可以实施必要的任务。
这里所公开的具体结构和功能细节仅仅是代表性的，并且是用于描述本发明的示例性实施例的目的。但是本发明可以通过许多替换形式来具体实现，并且不应当被解释成仅仅受限于这里所阐述的实施例。应当理解的是，虽然在这里可能使用了术语“第一”、“第二”等等来描述各个单元，但是这些单元不应当受这些术语限制。使用这些术语仅仅是为了将一个单元与另一个单元进行区分。举例来说，在不背离示例性实施例的范围的情况下，第一单元可以被称为第二单元，并且类似地第二单元可以被称为第一单元。这里所使用的术语“和/或”包括其中一个或更多所列出的相关联项目的任意和所有组合。
应当理解的是，当一个单元被称为“连接”或“耦合”到另一单元时，其可以直接连接或耦合到所述另一单元，或者可以存在中间单元。与此相对，当一个单元被称为“直接连接”或“直接耦合”到另一单元时，则不存在中间单元。应当按照类似的方式来解释被用于描述单元之间的关系的其他词语(例如“处于...之间”相比于“直接处于...之间”，“与...邻近”相比于“与...直接邻近”等等)。
这里所使用的术语仅仅是为了描述具体实施例而不意图限制示例性实施例。除非上下文明确地另有所指，否则这里所使用的单数形式“一个”、“一项”还意图包括复数。还应当理解的是，这里所使用的术语“包括”和/或“包含”规定所陈述的特征、整数、步骤、操作、单元和/或组件的存在，而不排除存在或添加一个或更多其他特征、整数、步骤、操作、单元、组件和/或其组合。
还应当提到的是，在一些替换实现方式中，所提到的功能/动作可以按照不同于附图中标示的顺序发生。举例来说，取决于所涉及的功能/动作，相继示出的两幅图实际上可以基本上同时执行或者有时可以按照相反的顺序来执行。
除非另行定义，否则这里使用的所有术语(包括技术和科学术语)都具有与示例性实施例所属领域内的技术人员通常所理解的相同的含义。还应当理解的是，除非在这里被明确定义，否则例如在通常使用的字典中定义的那些术语应当被解释成具有与其在相关领域的上下文中的含义相一致的含义，而不应按照理想化的或者过于正式的意义来解释。
下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
图1示出根据本发明一个方面的对天线阵列进行盲校准的方法流程图。
在步骤S101中，装置1自天线阵列的多路输入通道中选择一路作为参考通道，计算所述参考通道的射频响应。
具体地，天线阵列中可以有多路输入通道，装置1从中选择一路作为参考通道，例如，将通道1作为参考通道，并对该参考通道进行信道估计，从而计算该参考通道的射频响应。在此，装置1可以从该多路输入通道中选择任意一路作为参考通道。
在此，所述多路输入通道中各路输入通道所分别对应的输入信号可以不同。
例如，若存在M个射频通道(RF pipe)，则端口数量为M。在波束赋形情形下，M个通道必须按照幅度和相位(延迟)来进行校准。假设通道的射频响应(RF response)在校准间隔内是时不变的，其在实际中是可行的。通常的校准方案中，参考序列必须是相同的，但在本发明中并不需要。
以下行链路校准为例，假设所述多路输入通道中每个通道的通信量输入是x1，x2，...xm，在此，该每个通道的通信量输入x1，x2，...xm不必相同。在步骤S101中，假设装置1选择其中的通道1作为不失普遍性的参考通道，装置1对该参考通道进行LS(Least Square，最小二乘)信道估计，以获得该参考通道的射频响应，在此记为h，其反映了模拟滤波器的动态性能。
优选地，在步骤S101中，装置1根据所述参考通道所对应的输入信号和实际输出信号，对所述参考通道进行信道估计，以确定所述参考通道的射频响应。
具体地，所述参考通道具有对应的输入信号和经由该参考通道传输后的实际输出信号，假设装置1选取射频通道1作为参考通道，当校准开始时，装置1获取该参考通道的输入信号，在此记为x1，并获取经由该参考通道传输后的实际输出信号，在此记为y1，因此，装置1对该参考通道进行信道估计，如根据公式y1＝h*x1，通过LS算法估计，确定该参考通道的射频响应h。
在此，装置1还可以对该参考通道的输入信号和经由该参考通道传输后的实际输出信号进行缓存，在计算时从该缓存中进行获取。进一步地，装置1可以对所述多路输入通道中的各路输入通道所分别对应的输入信号和实际输出信号都进行缓存，在计算需要时从该缓存中进行选择。
例如，假设装置1选取射频通道1作为参考通道，当校准开始时，参考通道的输入信号x1被缓存在DFE(digital front end，数字前端)中，自天线1耦合的实际输出信号y1经模数转换后缓存在DFE中。装置1自该DFE中获取该参考通道所对应的输入信号和实际输出信号，根据公式y1＝h*x1，通过LS算法估计，确定该参考通道的射频响应h。
在步骤S102中，装置1根据所述参考通道的射频响应，以及所述多路输入通道中除所述参考通道以外的任意一路输入通道的输入信号，确定所述任意一路输入通道的输入信号经由重构参考通道的仿真输出信号。
具体地，在步骤S102中，装置1从该多路输入通道中除所述参考通道以外任意选择一路输入通道，并获取该任意一路输入通道的输入信号，如在缓存中选择该任意一路输入通道对应的输入信号，再根据前述在步骤S101中计算所获得的该参考通道的射频响应，计算该任意一路输入通道的输入信号经由重构参考通道的仿真输出信号，在此，该重构参考通道意指若以前述步骤S101中所选择的参考通道来传输该任意一路输入通道的输入信号。
例如，假设装置1所选择的任意一路输入通道为通道2，其输入信号为x2，在步骤S102中，装置1例如在缓存中选择获取该通道2的输入信号x2，随后，装置1再根据在步骤S101中所计算获得的参考通道的射频响应h，将该x2与h进行卷积，计算获得该通道2的仿真输出信号或称为ref2，该计算用来重构若以该参考通道传输该选择的任意一路输入通道的输入信号时的输出信号。
在步骤S103中，装置1根据所述任意一路输入通道的仿真输出信号，以及经由所述任意一路输入通道传输后的实际输出信号，计算对所述任意一路输入通道的校准滤波器系数。
具体地，在步骤S103中，装置1获取经由所述任意一路输入通道传输后的实际输出信号，如在缓存中选择经由该任意一路输入通道传输后的实际输出信号，该实际输出信号例如事先自其对应的天线耦合，由普通反馈电路进行数字化，并缓存在DFE中；随后，装置1再根据前述在步骤S102中计算所获得的该任意一路输入通道的仿真输出信号，通过对该仿真输出信号和实际输出信号的差异计算，获得对该任意一路输入通道的校准滤波器系数。
接前例，假设装置1所选择的任意一路输入通道为通道2，在步骤S102中，装置1计算获得该通道2的仿真输出信号或称为ref2；在步骤S103中，装置1获得该通道2的实际输出信号为y2，则装置1可以根据y2，/>计算获得该通道2的校准滤波器系数。
在步骤S104中，装置1根据所述校准滤波器系数，校准所述任意一路输入通道。
具体地，当装置1在步骤S103中计算确定该任意一路输入通道的校准滤波器系数之后，在步骤S104中，装置1可以根据该校准滤波器系数，校准所述任意一路输入通道，以使校准后的该任意一路输入通道传输对应的输入信号。
优选地，在步骤S104中，装置1将所述校准滤波器系数复制至所述任意一路输入通道中的滤波器，以校准所述任意一路输入通道。
具体地，除参考通道外，该天线阵列的多路输入通道的各个通道中可以布置有滤波器，如补偿滤波器，来作为校准滤波器；这样，当装置1在步骤S103中计算确定该任意一路输入通道的校准滤波器系数之后，在步骤S104中，装置1可以将该校准滤波器系数复制至该任意一路输入通道中的滤波器，以校准该任意一路输入通道，使该校准后的任意一路输入通道传输对应的输入信号。
接前例，假设装置1所选择的任意一路输入通道为通道2，在步骤S102中，装置1计算获得该通道2的仿真输出信号或称为ref2；在步骤S103中，装置1获得该通道2的实际输出信号为y2，则装置1可以根据y2，/>计算导出频域或时域中的该校准滤波器系数，以作为通道2的校准滤波器系数；在步骤S104中，装置1将该校准滤波器系数复制至该通道2中的滤波器。此时，该通道2中的滤波器即可以开始工作了，从而校准该通道2，使该校准后的通道2传输对应的输入信号x2。
在此，在重构了参考通道后，既可以采用频域方法，也可以采用时域方法来获得校准滤波器系数。对于频域方法而言，频域的每个载波都是已知的，其可以作为参考来计算相位差，从而可以得到校准滤波器系数；针对时域方法而言，其可以直接在时域得到校准滤波器系数。在此，采用频域或时域的方法来获得校准滤波器系数可以采用现有的方法，因此，此处不做赘述并通过引用的方法包含于此。
本发明的重点在于其盲校准原理是利用参考通道的频响重构不同时刻的参考通道，并与当时的输出进行比较，从而得到补偿滤波器，实现对上下行天线阵列的校准。
优选地，装置1循环执行上述步骤S102至S104，直至完成对所述天线阵列的所述多路输入通道中除所述参考通道外的每一路输入通道的校准。
具体地，装置1可以循环执行上述步骤S102至S104，即，装置1在该多路输入通道中第一次选择了除参考通道以外的任意一路输入通道，并完成对该输入通道的校准之后，装置1可以继续选择一路输入通道，即，装置1在该多路输入通道中，除参考通道和第一次已完成校准的输入通道以外，可以再选择任意一路输入通道，并对该输入通道执行前述步骤S102至S104中的操作，对该输入通道进行校准。装置1不停地循环执行上述步骤S102至S104，直至完成对该天线阵列的多路输入通道中除参考通道外的每一路输入通道的校准。
优选地，若该天线阵列存在M个输入通道，装置1选择的参考通道为通道1，则该装置1还可以依次校准通道2至M，直至完成对该天线阵列中除参考通道以外的各个输入通道的校准。
在此，该M个输入通道所各自对应的输入信号可以不间断地传输，若其中某个输入通道尚未校准，则以尚未校准的输入通道传输对应的输入信号，若该输入通道已经得到校准，则以校准后的输入通道传输对应的输入信号。
例如，若该天线阵列存在M个输入通道，装置1选择的参考通道为通道1，通道2至M中各自都布置有滤波器，装置1首先依据参考通道的射频响应h，获得通道2中的校准滤波器系数，并对该通道2进行校准，随后，装置1依次对通道3至M进行相同的处理，一旦通道2至M的校准滤波器系数被导出，即被复制到每个滤波器以对各个通道进行校准。而该天线阵列的业务数据流是连续的直至通道2至M中的滤波器以更新的系数开始工作。
在此，所述多路输入通道所分别对应的输入信号包括以下任一项：
所述天线阵列在上行链路接收的信号；
所述天线阵列在下行链路发射的信号。
在此，本发明利用了相对于校准持续时间而言，RF信道响应的准平稳的特性。基于该事实，通过相同的输入重新构建输出，满足了同时激励的前提条件。
本发明是对参考通道的重建和时域或频域的校准，以对天线阵列进行盲校准，即，相同的输入且只有一个公共反馈路径。其使得在软件中只用业务数据进行天线校准成为可能。
本发明设计仅用业务数据来校准天线阵列以适用于5G波束赋形，而不需要任何导频符号。其是一个通用的架构，其他不同合适的校准算法也可以适用。
图2示出了根据本发明一个优选实施例的对天线阵列的下行链路进行校准的示意图。
其中，x1，x2，...xm是该天线阵列的每个输入通道的输入信号序列，其是矢量，且不需要相同。CHi意思是每个通道的RF信道响应，CH是公共反馈通道的信道响应。最开始，滤波器FIR2至FIRm被设置成旁路，或在前一次校准中已经被设置过。
当校准开始时，将通道1作为参考通道，其输入信号x1被缓存在DFE中，其自天线1耦合的实际输出信号y1经模数转换后被缓存在DFE中。因此，根据公式y1＝h*x1，可以通过LS算法估计该h的值；此后，将通道2的输入信号x2与h卷积得到或称为ref2，从而模拟以通道1传输该输入信号x2的传输效果。
通道2的实际输出信号y2被耦合并被模数转换至DFE。y2，一起可以导出频域或时域中的滤波器系数。此时，装置1将该滤波器系数复制至通道2中的滤波器FIR2，该滤波器FIR2即可以开始工作了。此后，装置1对通道3至通道M的输入信号x3至xm也进行如前述对通道2的输入信号x2一样的操作。最终，所有的滤波器FIR都可以开始工作，该天线阵列即以校准后的输入通道传输输入信号。
图3示出了根据本发明另一个优选实施例的对天线阵列的上行链路进行盲校准的示意图。
对上行链路的盲校准与前述对下行链路的盲校准相类似，因此，此处不做赘述，并通过引用的方式包含于此。
图4示出了在校准之前参考通道和所有其他通道之间的相位差。
图5示出了在校准之后参考通道和所有其他通道之间的相位差。
直线回归线(straight regression line)不能收敛到一个，因为该方案的分时特性，即串行校准，并且校准数据不是用于信道估计的数据，这是必然的。相位误差接近±10°。该结果是基于频域方法。
图6示出了在校准之后参考通道和所有其他通道之间的相位差。该方结果是基于时域方法。
本发明在成本和系统性能(吞吐量)方面有许多优点。相对于仅使用业务数据流并在硬件中实现的方法，该方法是在DFE实现。由于不需要参考符号，本发明没有吞吐量的损失，并且可以和标准兼容。它兼容性强，吞吐量高，实现成本低。在5G产品中，校准是必须的，可用于数字前端。
图7示出根据本发明另一个方面的对天线阵列进行盲校准的装置示意图。
装置1包括选择装置701、确定装置702、计算装置703和校准装置704。
选择装置701自天线阵列的多路输入通道中选择一路作为参考通道，计算所述参考通道的射频响应。
具体地，天线阵列中可以有多路输入通道，选择装置701从中选择一路作为参考通道，例如，将通道1作为参考通道，并对该参考通道进行信道估计，从而计算该参考通道的射频响应。在此，选择装置701可以从该多路输入通道中选择任意一路作为参考通道。
在此，所述多路输入通道中各路输入通道所分别对应的输入信号可以不同。
例如，若存在M个射频通道(RF pipe)，则端口数量为M。在波束赋形情形下，M个通道必须按照幅度和相位(延迟)来进行校准。假设通道的射频响应(RF response)在校准间隔内是时不变的，其在实际中是可行的。通常的校准方案中，参考序列必须是相同的，但在本发明中并不需要。
以下行链路校准为例，假设所述多路输入通道中每个通道的通信量输入是x1，x2，...xm，在此，该每个通道的通信量输入x1，x2，...xm不必相同。假设选择装置701选择其中的通道1作为不失普遍性的参考通道，选择装置701对该参考通道进行LS(Least Square，最小二乘)信道估计，以获得该参考通道的射频响应，在此记为h，其反映了模拟滤波器的动态性能。
优选地，选择选择装置701根据所述参考通道所对应的输入信号和实际输出信号，对所述参考通道进行信道估计，以确定所述参考通道的射频响应。
具体地，所述参考通道具有对应的输入信号和经由该参考通道传输后的实际输出信号，假设选择装置701选取射频通道1作为参考通道，当校准开始时，选择装置701获取该参考通道的输入信号，在此记为x1，并获取经由该参考通道传输后的实际输出信号，在此记为y1，因此，选择装置701对该参考通道进行信道估计，如根据公式y1＝h*x1，通过LS算法估计，确定该参考通道的射频响应h。
在此，装置1还可以对该参考通道的输入信号和经由该参考通道传输后的实际输出信号进行缓存，在计算时从该缓存中进行获取。进一步地，装置1可以对所述多路输入通道中的各路输入通道所分别对应的输入信号和实际输出信号都进行缓存，在计算需要时从该缓存中进行选择。
例如，假设选择装置701选取射频通道1作为参考通道，当校准开始时，参考通道的输入信号x1被缓存在DFE(digital front end，数字前端)中，自天线1耦合的实际输出信号y1经模数转换后缓存在DFE中。选择装置701自该DFE中获取该参考通道所对应的输入信号和实际输出信号，根据公式y1＝h*x1，通过LS算法估计，确定该参考通道的射频响应h。
确定装置702根据所述参考通道的射频响应，以及所述多路输入通道中除所述参考通道以外的任意一路输入通道的输入信号，确定所述任意一路输入通道的输入信号经由重构参考通道的仿真输出信号。
具体地，确定装置702从该多路输入通道中除所述参考通道以外任意选择一路输入通道，并获取该任意一路输入通道的输入信号，如在缓存中选择该任意一路输入通道对应的输入信号，再根据前述选择装置701计算所获得的该参考通道的射频响应，计算该任意一路输入通道的输入信号经由重构参考通道的仿真输出信号，在此，该重构参考通道意指若以前述选择装置701所选择的参考通道来传输该任意一路输入通道的输入信号。
例如，假设选择装置701所选择的任意一路输入通道为通道2，其输入信号为x2，确定装置702例如在缓存中选择获取该通道2的输入信号x2，随后，确定装置702再根据选择装置701所计算获得的参考通道的射频响应h，将该x2与h进行卷积，计算获得该通道2的仿真输出信号或称为ref2，该计算用来重构若以该参考通道传输该选择的任意一路输入通道的输入信号时的输出信号。
计算装置703根据所述任意一路输入通道的仿真输出信号，以及经由所述任意一路输入通道传输后的实际输出信号，计算对所述任意一路输入通道的校准滤波器系数。
具体地，计算装置703获取经由所述任意一路输入通道传输后的实际输出信号，如在缓存中选择经由该任意一路输入通道传输后的实际输出信号，该实际输出信号例如事先自其对应的天线耦合，由普通反馈电路进行数字化，并缓存在DFE中；随后，计算装置703再根据前述确定装置702计算所获得的该任意一路输入通道的仿真输出信号，通过对该仿真输出信号和实际输出信号的差异计算，获得对该任意一路输入通道的校准滤波器系数。
接前例，假设选择装置701所选择的任意一路输入通道为通道2，确定装置702计算获得该通道2的仿真输出信号或称为ref2；计算装置703获得该通道2的实际输出信号为y2，则计算装置703可以根据y2，/>计算获得该通道2的校准滤波器系数。
校准装置704根据所述校准滤波器系数，校准所述任意一路输入通道。
具体地，当计算装置703计算确定该任意一路输入通道的校准滤波器系数之后，校准装置704可以根据该校准滤波器系数，校准所述任意一路输入通道，以使校准后的该任意一路输入通道传输对应的输入信号。
优选地，校准装置704将所述校准滤波器系数复制至所述任意一路输入通道中的滤波器，以校准所述任意一路输入通道。
具体地，除参考通道外，该天线阵列的多路输入通道的各个通道中可以布置有滤波器，如补偿滤波器，来作为校准滤波器；这样，当计算装置703计算确定该任意一路输入通道的校准滤波器系数之后，校准装置704可以将该校准滤波器系数复制至该任意一路输入通道中的滤波器，以校准该任意一路输入通道，使该校准后的任意一路输入通道传输对应的输入信号。
接前例，假设选择装置701所选择的任意一路输入通道为通道2，确定装置702计算获得该通道2的仿真输出信号或称为ref2；计算装置703获得该通道2的实际输出信号为y2，则计算装置703可以根据y2，/>计算导出频域或时域中的该校准滤波器系数，以作为通道2的校准滤波器系数；校准装置704将该校准滤波器系数复制至该通道2中的滤波器。此时，该通道2中的滤波器即可以开始工作了，从而校准该通道2，使该校准后的通道2传输对应的输入信号x2。
在此，在重构了参考通道后，既可以采用频域方法，也可以采用时域方法来获得校准滤波器系数。对于频域方法而言，频域的每个载波都是已知的，其可以作为参考来计算相位差，从而可以得到校准滤波器系数；针对时域方法而言，其可以直接在时域得到校准滤波器系数。在此，采用频域或时域的方法来获得校准滤波器系数可以采用现有的方法，因此，此处不做赘述并通过引用的方法包含于此。
本发明的重点在于其盲校准原理是利用参考通道的频响重构不同时刻的参考通道，并与当时的输出进行比较，从而得到补偿滤波器，实现对上下行天线阵列的校准。
优选地，装置1还包括通知装置(未示出)。该通知装置通知所述确定装置702、所述计算装置703和所述校准装置704循环执行其操作，直至完成对所述天线阵列的所述多路输入通道中除所述参考通道外的每一路输入通道的校准。
具体地，所述确定装置702、所述计算装置703和所述校准装置704可以循环执行其操作，即，该确定装置702、该计算装置703和该校准装置704在该多路输入通道中第一次选择了除参考通道以外的任意一路输入通道，并完成对该输入通道的校准之后，该确定装置702可以继续选择一路输入通道，即，该确定装置702在该多路输入通道中，除参考通道和第一次已完成校准的输入通道以外，可以再选择任意一路输入通道，根据该第二次选择的输入通道的输入信号和参考通道的射频响应，确定该第二次选择的任意一路输入通道的输入信号经由重构参考通道的仿真输出信号；计算装置703再根据该仿真输出信号，以及经由该第二次选择的任意一路输入通道传输后的实际输出信号，计算对该第二次选择的任意一路输入通道的校准滤波器系数；校准装置704根据该校准滤波器系数，校准该第二次选择的任意一路输入通道。通知装置通知这些装置循环执行其操作，直至完成对该天线阵列的多路输入通道中除参考通道外的每一路输入通道的校准。
优选地，若该天线阵列存在M个输入通道，装置1选择的参考通道为通道1，则该装置1还可以依次校准通道2至M，直至完成对该天线阵列中除参考通道以外的各个输入通道的校准。
在此，该M个输入通道所各自对应的输入信号可以不间断地传输，若其中某个输入通道尚未校准，则以尚未校准的输入通道传输对应的输入信号，若该输入通道已经得到校准，则以校准后的输入通道传输对应的输入信号。
例如，若该天线阵列存在M个输入通道，装置1选择的参考通道为通道1，通道2至M中各自都布置有滤波器，装置1首先依据参考通道的射频响应h，获得通道2中的校准滤波器系数，并对该通道2进行校准，随后，装置1依次对通道3至M进行相同的处理，一旦通道2至M的校准滤波器系数被导出，即被复制到每个滤波器以对各个通道进行校准。而该天线阵列的业务数据流是连续的直至通道2至M中的滤波器以更新的系数开始工作。
在此，所述多路输入通道所分别对应的输入信号包括以下任一项：
所述天线阵列在上行链路接收的信号；
所述天线阵列在下行链路发射的信号。
在此，本发明利用了相对于校准持续时间而言，RF信道响应的准平稳的特性。基于该事实，通过相同的输入重新构建输出，满足了同时激励的前提条件。
本发明是对参考通道的重建和时域或频域的校准，以对天线阵列进行盲校准，即，相同的输入且只有一个公共反馈路径。其使得在软件中只用业务数据进行天线校准成为可能。
本发明设计仅用业务数据来校准天线阵列以适用于5G波束赋形，而不需要任何导频符号。其是一个通用的架构，其他不同合适的校准算法也可以适用。
需要注意的是，本发明可在软件和/或软件与硬件的组合体中被实施，例如，可采用专用集成电路(ASIC)、通用目的计算机或任何其他类似硬件设备来实现。在一个实施例中，本发明的软件程序可以通过处理器执行以实现上文所述步骤或功能。同样地，本发明的软件程序(包括相关的数据结构)可以被存储到计算机可读记录介质中，例如，RAM存储器，磁或光驱动器或软磁盘及类似设备。另外，本发明的一些步骤或功能可采用硬件来实现，例如，作为与处理器配合从而执行各个步骤或功能的电路。
另外，本发明的一部分可被应用为计算机程序产品，例如计算机程序指令，当其被计算机执行时，通过该计算机的操作，可以调用或提供根据本发明的方法和/或技术方案。而调用本发明的方法的程序指令，可能被存储在固定的或可移动的记录介质中，和/或通过广播或其他信号承载媒体中的数据流而被传输，和/或被存储在根据所述程序指令运行的计算机设备的工作存储器中。在此，根据本发明的一个实施例包括一个装置，该装置包括用于存储计算机程序指令的存储器和用于执行程序指令的处理器，其中，当该计算机程序指令被该处理器执行时，触发该装置运行基于前述根据本发明的多个实施例的方法和/或技术方案。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。装置权利要求中陈述的多个单元或装置也可以由一个单元或装置通过软件或者硬件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。

Claims (12)

1.一种对天线阵列进行盲校准的方法，其中，该方法包括：
a自所述天线阵列的多路输入通道中选择一路作为参考通道，计算所述参考通道的射频响应；
b根据所述参考通道的射频响应，以及所述多路输入通道中除所述参考通道以外的任意一路输入通道的输入信号，确定所述任意一路输入通道的输入信号经由重构参考通道的仿真输出信号，其中，该重构参考通道意指若以前述步骤a中所选择的参考通道来传输该任意一路输入通道的输入信号；
c根据所述任意一路输入通道的仿真输出信号，以及经由所述任意一路输入通道传输后的实际输出信号，计算对所述任意一路输入通道的校准滤波器系数；
d根据所述校准滤波器系数，校准所述任意一路输入通道。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤d包括：
将所述校准滤波器系数复制至所述任意一路输入通道中的滤波器，以校准所述任意一路输入通道。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，步骤a包括：
根据所述参考通道所对应的输入信号和实际输出信号，对所述参考通道进行信道估计，以确定所述参考通道的射频响应。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，该方法还包括：
循环执行步骤b至d，直至完成对所述天线阵列的所述多路输入通道中除所述参考通道外的每一路输入通道的校准。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，所述多路输入通道中各路输入通道所分别对应的输入信号可以不同。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，所述多路输入通道所分别对应的输入信号包括以下任一项：
所述天线阵列在上行链路接收的信号；
所述天线阵列在下行链路发射的信号。
7.一种对天线阵列进行盲校准的装置，其中，该装置包括：
选择装置，用于自所述天线阵列的多路输入通道中选择一路作为参考通道，计算所述参考通道的射频响应；
确定装置，用于根据所述参考通道的射频响应，以及所述多路输入通道中除所述参考通道以外的任意一路输入通道的输入信号，确定所述任意一路输入通道的输入信号经由重构参考通道的仿真输出信号，其中，该重构参考通道意指若以前述选择装置所选择的参考通道来传输该任意一路输入通道的输入信号；
计算装置，用于根据所述任意一路输入通道的仿真输出信号，以及经由所述任意一路输入通道传输后的实际输出信号，计算对所述任意一路输入通道的校准滤波器系数；
校准装置，用于根据所述校准滤波器系数，校准所述任意一路输入通道。
8.根据权利要求7所述的装置，其中，所述校准装置用于：
将所述校准滤波器系数复制至所述任意一路输入通道中的滤波器，以校准所述任意一路输入通道。
9.根据权利要求7或8所述的装置，其中，所述选择装置用于：
根据所述参考通道所对应的输入信号和实际输出信号，对所述参考通道进行信道估计，以确定所述参考通道的射频响应。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的装置，其中，该装置还包括：
通知装置，用于通知所述确定装置、所述计算装置和所述校准装置循环执行其操作，直至完成对所述天线阵列的所述多路输入通道中除所述参考通道外的每一路输入通道的校准。
11.根据权利要求7至10中任一项所述的装置，其中，所述多路输入通道中各路输入通道所分别对应的输入信号可以不同。
12.根据权利要求7至11中任一项所述的装置，其中，所述多路输入通道所分别对应的输入信号包括以下任一项：
所述天线阵列在上行链路接收的信号；
所述天线阵列在下行链路发射的信号。
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